第1章 概 論課件

第1章概論（時(shí)間：4次課，8學(xué)時(shí)）第1章概論教學(xué)目標(biāo)：機(jī)械產(chǎn)品是由若干機(jī)械零件組成的。要獲得需要的機(jī)械零件，必需要了解該零件表面的成形方法，通過選擇合適的機(jī)床、刀具和夾具，采用正確的裝夾方法，對材料或毛坯進(jìn)行加工，即變成具有一定形狀、尺寸和精度的零件。其中，由機(jī)床、刀具、夾具和工件組成的系統(tǒng)稱為機(jī)械加工工藝系統(tǒng)（簡稱工藝系統(tǒng)），它對能否滿足工件的要求起著決定性的作用。本章重點(diǎn)分析工藝系統(tǒng)各部分的特點(diǎn)及機(jī)械加工中常用的概念和方法。第1章概論教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：工件表面的成形方法典型機(jī)床的加工工藝范圍刀具的幾何角度工件定位的方式六點(diǎn)定則獲得加工精度的方法第1章概論案例導(dǎo)入怎樣獲得如圖1.1所示的階梯軸零件？分析：它是由一些外圓柱面、圓錐面(倒角)和平面組成，并有尺寸精度和表面粗糙度要求。怎樣才能獲得這些表面？需要哪些運(yùn)動？需要用什么機(jī)床、刀具、夾具和量具？怎樣把它裝在機(jī)床上？精度怎樣？第1章概論圖1.1階梯軸簡圖階梯軸單件生產(chǎn)時(shí)加工工藝過程1.車端面，打中心孔，車外圓，切退刀槽，倒角-車床;2.銑鍵槽-銑床;3.磨外圓-磨床;4.去毛刺-鉗工臺;

階梯軸大批量生產(chǎn)時(shí)加工工藝過程1.銑端面，打中心孔-銑鉆聯(lián)合機(jī)床;2.粗車外圓-車床;3.精車外圓，倒角，切退刀槽-車床;4.銑鍵槽-銑床;5.磨外圓-磨床;6.去毛刺鉗工臺第1章概論1.1 機(jī)械加工的基本概念1.2 機(jī)械加工工藝裝備1.3 基準(zhǔn)的概念及其分類1.4 工件定位的六點(diǎn)定則1.5 獲得加工精度的方法1.1 機(jī)械加工的基本概念1.1.1工件表面的成形方法1.1.2切削加工成形運(yùn)動和切削用量1.1 機(jī)械加工的基本概念通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，要求掌握機(jī)械零件表面的成形方法——軌跡法、成形法、相切法和展成法；熟悉零件常見表面（外圓、孔、平面、螺紋、齒面）的機(jī)械加工方法；掌握切削加工中的運(yùn)動、切削用量與切削層截面參數(shù)。1.1.1工件表面的成形方法所有機(jī)械零件的表面，都是由一些基本表面形成的。這些表面包括平面、圓柱面、圓錐面以及各種成形表面（如螺紋表面、漸開線齒面等），這些表面通?？梢钥闯墒且粭l母線沿著另一條導(dǎo)線運(yùn)動而形成的。圖1.2所示的幾何表面都是由母線1沿導(dǎo)線2運(yùn)動而形成的。母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為發(fā)生線。1.1.1工件表面的成形方法圖1.2零件表面的成形1.1.1工件表面的成形方法需要指出：1雖然母線和導(dǎo)線相同，但若兩者間起始位置不同，形成的表面也不同，如圖1.2中的b及c。2有些表面，其母線和導(dǎo)線可以互換，如圖1.2中a、d和f等，稱為可逆表面；另一些表面則不能互換，如圖中b和e，稱為不可逆表面。切削加工中發(fā)生線是由刀具的切削刃和軌跡的相對運(yùn)動得到的，不同的加工運(yùn)動、不同的切削刃形狀，形成發(fā)生線的方式不同，獲得的零件表面就不同。形成零件表面的方法可以歸納為以下4種：（1）軌跡法

利用刀具作一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動對工件進(jìn)行加工的方法。切削刃與被加工表面為點(diǎn)接觸，發(fā)生線為接觸點(diǎn)的軌跡線。圖1.3中母線2，工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動形成導(dǎo)線，最終獲得回轉(zhuǎn)曲面。采用軌跡法形成發(fā)生線需要一個(gè)成形運(yùn)動。1.1.1工件表面的成形方法圖1.3形成零件表面的4種方法1.1.1工件表面的成形方法（2）成形法

利用成形刀具對工件進(jìn)行加工的方法。如圖1.3b所示，切削刃1的形狀和長度與所需形成的發(fā)生線（母線2）完全吻合，工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動形成導(dǎo)線，最終也獲得回轉(zhuǎn)曲面。（3）相切法

利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊作軌跡運(yùn)動對工件進(jìn)行加工的方法。如圖1.3c所示，刀刃1作回轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時(shí)刀具軸線沿著發(fā)生線的等距線作軌跡運(yùn)動，切削點(diǎn)運(yùn)動軌跡的包絡(luò)線就是所需的發(fā)生線。為了用相切法得到發(fā)生線，需要二個(gè)成形運(yùn)動，即刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和刀具中心按一定規(guī)律運(yùn)動。（4）展成法

利用刀具和工件作展成切削運(yùn)動進(jìn)行加工的方法。如圖1.3d所示，加工時(shí)，刀具1與工件按確定的運(yùn)動關(guān)系作相對運(yùn)動，切削刃與被加工表面相切，切削刃各瞬時(shí)位置的包絡(luò)線，就是所需的發(fā)生線。用展成法形成發(fā)生線需要一個(gè)成形運(yùn)動（即刀具運(yùn)動A與工件運(yùn)動B組合而成的展成運(yùn)動3）。1.1.2切削加工成形運(yùn)動和切削用量1.成形運(yùn)動（1）主運(yùn)動直接切除工件上的切削層，以形成工件以加工表面的基本運(yùn)動。主運(yùn)動的速度最高，消耗功率最大，機(jī)床的主運(yùn)動只有一個(gè)。主運(yùn)動可以由工件或由刀具完成，車削時(shí)的主運(yùn)動是工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。（2）進(jìn)給運(yùn)動是指不斷把切削層投入切削的運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動的速度較低，消耗的功率較小。進(jìn)給運(yùn)動不限于一個(gè)，可以是連續(xù)的，也可以是間歇性的。切削時(shí)，工件上形成三個(gè)不斷變化著的表面（見圖1.4）：已加工表面指經(jīng)切削形成的新表面，它隨著切削運(yùn)動的進(jìn)行逐漸擴(kuò)大。待加工表面指即將被切除的表面。它隨著切削運(yùn)動的進(jìn)行，逐漸縮小，直至全部切去。過渡表面指切削刃正在切削的表面。1.1.2切削加工成形運(yùn)動和切削用量圖1.4車削時(shí)的切削運(yùn)動與加工表面1.1.2切削加工成形運(yùn)動和切削用量在切削過程中，切削刃相對于工件運(yùn)動軌跡面，就是工件上的過渡表面和已加工表面。這里有兩個(gè)要素，一是切削刃，二是切削運(yùn)動。不同形狀的切削刃與不同的切削運(yùn)動組合，即可形成各種工件表面，如圖1.5所示。1.1.2切削加工成形運(yùn)動和切削用量圖1.5各種切削運(yùn)動和加工表面1.1.2切削加工成形運(yùn)動和切削用量2.切削用量（1）切削速度它是切削刃上選定點(diǎn)相對于工件的主運(yùn)動線速度。當(dāng)主運(yùn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，其切削速度為（單位為m/min）式中d——完成主運(yùn)動的工件或刀具的最大直徑（單位為mm）；n——主運(yùn)動的轉(zhuǎn)速（單位為r/min）（2）進(jìn)給量f當(dāng)主運(yùn)動旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具（或工件）沿進(jìn)給方向上的位移量f。進(jìn)給量的大小也反映了進(jìn)給速度（單位為mm/min）的大小，關(guān)系為1.1.2切削加工成形運(yùn)動和切削用量背吃刀量車削時(shí)（單位為mm）是工件上待加工表面與已加工表面間的垂直距離：式中dw——工件待加工表面的直徑，單位為mm；dm——工件已加工表面的直徑，單位為mm。合成切削速度在主運(yùn)動與進(jìn)給運(yùn)動同時(shí)進(jìn)行的情況下，切削刃上任一點(diǎn)的實(shí)際切削速度是它們的合成速度1.2 機(jī)械加工工藝裝備1.2.1機(jī)床1.2.2刀具1.2.3夾具1.2.4量具1.2機(jī)械加工工藝裝備零件加工時(shí)需要的成形運(yùn)動，都是靠相應(yīng)的機(jī)床來實(shí)現(xiàn)的。在加工過程中，除要使用機(jī)床外，還需要裝夾工件用的夾具、切除工件上多余材料使用的刀具以及判斷零件合格與否的量具。機(jī)床、夾具、刀具和量具統(tǒng)稱為工藝裝備。1.2.1機(jī)床1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制1.2.1.2機(jī)床的傳動原理1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍1.2.1機(jī)床機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器，被稱為工作母機(jī)。根據(jù)加工工藝方法的不同，機(jī)床有幾大類，如金屬切削機(jī)床、鍛壓機(jī)床、電加工機(jī)床、坐標(biāo)測量機(jī)、鑄造機(jī)床、熱處理機(jī)床（表面淬火機(jī)床）等。本書以介紹金屬切削機(jī)床為主。1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制機(jī)床的品種規(guī)格繁多，為了便于區(qū)別、使用和管理，必須對機(jī)床進(jìn)行分類，并編制型號。1.機(jī)床的分類機(jī)床的傳統(tǒng)分類方法，主要是按加工性質(zhì)和所用的刀具進(jìn)行分類。根據(jù)國家制定的機(jī)床型號編制方法，目前將機(jī)床分為12大類：車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、特種加工機(jī)床、鋸床和其它機(jī)床。在每一類機(jī)床中，又按工藝范圍、布局形式和結(jié)構(gòu)，分為若干組，每一組又細(xì)分為若干系（系列）。1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制2.機(jī)床型號的編制機(jī)床型號是機(jī)床產(chǎn)品的代號，用以簡明地表示機(jī)床的類型、通用和結(jié)構(gòu)特性、主要技術(shù)參數(shù)等。GB/T15375-94規(guī)定：機(jī)床的型號由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定規(guī)律排列組成，適用于各類通用機(jī)床和專用機(jī)床（組合機(jī)床除外）。通用機(jī)床型號的表示方法：1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制（△）○（○）△

△

△（×△）（●）/（●）（-●）企業(yè)代號其它特性代號重大改進(jìn)順序號主軸數(shù)或第二主參數(shù)主參數(shù)或設(shè)計(jì)順序號系代號組代號通用特性、結(jié)構(gòu)特性代號類代號分類代號1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制（1）機(jī)床的類別代號機(jī)床的類別代號用大寫的漢語拼音字母表示，如表1.1所示。若每類又有分類，則在類別代號之前用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。（2）機(jī)床的特性代號機(jī)床的特性代號表示機(jī)床所具有的特殊性能，包括通用特性和結(jié)構(gòu)特性，用字母表示。如表1.2所示為機(jī)床的通用特性代號。1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制（3）機(jī)床的組別代號和系列代號機(jī)床的組別代號和系列代號用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，前者表示組別，后者表示系列。每類機(jī)床按其結(jié)構(gòu)性能及使用范圍劃分為10個(gè)組，每個(gè)組又劃分為10個(gè)系，分別用數(shù)字0～9表示。金屬切削機(jī)床的類、組劃分見表1.3所示。（4）機(jī)床主參數(shù)和設(shè)計(jì)順序號機(jī)床主參數(shù)代表機(jī)床規(guī)格的大小，用折算值（主參數(shù)乘以折算系數(shù)）表示。各類機(jī)床的主參數(shù)及折算系數(shù)見表1.4所示。第二主參數(shù)一般是指主軸數(shù)、最大跨距、最大工件長度、工作臺工作長度等等。第二主參數(shù)也用折算值表示。1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制（5）機(jī)床的重大改進(jìn)順序號當(dāng)機(jī)床的性能及結(jié)構(gòu)布局有重大改進(jìn)，并按新產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)、試制和鑒定時(shí)，在原有機(jī)床型號的尾部，加重大改進(jìn)號，以區(qū)別于原有機(jī)床型號。序號按A、B、C、……的字母順序選用。（6）其它特性代號主要用以反映各類機(jī)床的特性，如對數(shù)控機(jī)床，可用來反映不同的數(shù)控系統(tǒng)；對于一般機(jī)床可用來反映同一型號機(jī)床的變型等。其它特性代號用漢語拼音字母或阿拉伯?dāng)?shù)字或二者的組合來表示。1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制（7）企業(yè)代號生產(chǎn)企業(yè)單位的代號。例如:Z3040×16/S2搖臂鉆床型號：Z——類別代號（鉆床類）；3——組別代號（搖臂鉆床組）；0——系別代號（搖臂鉆床系）；40——主參數(shù)（最大鉆孔直徑40mm）；16——第二主參數(shù)（最大跨距1600mm）；S2——企業(yè)代號（中捷友誼機(jī)床廠代號）。搖臂鉆床1—底座2—立柱3—搖臂4—主軸箱5—主軸6—工作臺1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制3.機(jī)床技術(shù)性能指標(biāo)機(jī)床的技術(shù)性能指標(biāo)是根據(jù)使用要求確定的，通常包括以下內(nèi)容：（1）機(jī)床的工藝范圍機(jī)床的工藝范圍是指機(jī)床上可以完成的工序種類，能加工的零件類型，使用的刀具，所能達(dá)到的加工精度和表面粗糙度，適用的生產(chǎn)規(guī)模等。（2）機(jī)床的技術(shù)參數(shù)機(jī)床的技術(shù)參數(shù)主要包括：尺寸參數(shù)（幾何參數(shù)）、運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)。①尺寸參數(shù)是指機(jī)床能夠加工工件的最大幾何尺寸。例如，對于臥式車床的主參數(shù)為床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑，第二主參數(shù)為最大工件長度；對于矩臺平面磨床，主參數(shù)為工作臺面寬度，第二主參數(shù)為工作臺面長度。1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制②運(yùn)動參數(shù)是指機(jī)床加工工件時(shí)所能提供運(yùn)動速度，包括主運(yùn)動的速度范圍、速度數(shù)列和進(jìn)給運(yùn)動范圍、進(jìn)給量數(shù)列，以及空行程的速度等。對作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)床，主運(yùn)動參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速，對作直線運(yùn)動的機(jī)床，主運(yùn)動參數(shù)是機(jī)床工作臺或滑枕的每分鐘往復(fù)次數(shù)。大部分機(jī)床（如車床、鉆床）的進(jìn)給量用工件或刀具每轉(zhuǎn)的位移（mm/r）來表示。直線往復(fù)運(yùn)動的機(jī)床（如刨床、插床）的進(jìn)給量，以每一往復(fù)的位移量來表示。銑床和磨床的進(jìn)給量，以每分鐘的位移量（mm/min）來表示。③動力參數(shù)是指機(jī)床驅(qū)動主運(yùn)動、進(jìn)給運(yùn)動和空行程運(yùn)動的電動機(jī)額定參數(shù)（如額定功率、額定轉(zhuǎn)速等）。1.2.1.1機(jī)床的分類與型號編制（3）機(jī)床的精度與剛度機(jī)床的精度包括幾何精度和運(yùn)動精度。機(jī)床的幾何精度指機(jī)床在靜止?fàn)顟B(tài)下的原始精度，包括各主要零部件的制造精度及其相互間的位置精度。機(jī)床的運(yùn)動精度指機(jī)床的主要部件運(yùn)動時(shí)的各項(xiàng)精度，包括回轉(zhuǎn)運(yùn)動精度、直線運(yùn)動精度、傳動精度等。機(jī)床的剛度是指機(jī)床在受力作用下抵抗變形的能力。1.2.1.2機(jī)床的傳動原理1.機(jī)床的基本組成為實(shí)現(xiàn)加工過程中所必須的各種運(yùn)動，機(jī)床應(yīng)具備三個(gè)基本部分：（1）執(zhí)行件執(zhí)行機(jī)床運(yùn)動的部件，如主軸、刀架、工作臺等。其任務(wù)是裝夾刀具和工件，直接帶動它們完成一定形勢的運(yùn)動和保持準(zhǔn)確的運(yùn)動軌跡。（2）運(yùn)動源為執(zhí)行件運(yùn)動和動力的裝置。如交流異步電動機(jī)、直流電動機(jī)、部進(jìn)電機(jī)等。（3）傳動裝置傳遞運(yùn)動和動力的裝置。通過它可以把運(yùn)動源的運(yùn)動和動力傳給執(zhí)行件，使它按一定的速度和方向運(yùn)動；也可以把兩個(gè)執(zhí)行件聯(lián)系起來，使二者保持某種確定的運(yùn)動關(guān)系。機(jī)床的傳動裝置有機(jī)械、液壓、電氣、氣壓等多種形式。1.2.1.2機(jī)床的傳動原理2.機(jī)床的傳動鏈機(jī)床上為得到所需要的運(yùn)動，需要通過一系列的傳動件把執(zhí)行件和動力源（或者把執(zhí)行件和執(zhí)行件）連接起來，稱為傳動聯(lián)系。組成傳動聯(lián)系的一系列傳動件稱為傳動鏈。傳動鏈中有兩類傳動機(jī)構(gòu)：一是傳動比和傳動方向固定不變的定比傳動機(jī)構(gòu)，如定比齒輪副、蝸桿蝸輪副、絲杠螺母副等；二是按加工要求可以變換傳動比和傳動方向的傳動機(jī)構(gòu)，稱為換置機(jī)構(gòu)，如掛輪變速機(jī)構(gòu)、滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)和離合器變速機(jī)構(gòu)等。1.2.1.2機(jī)床的傳動原理3.機(jī)床的傳動原理圖為了便于研究機(jī)床的傳動系統(tǒng)聯(lián)系，常用一些簡明的符號表示傳動原理和傳動路線，這就是傳動原理圖。如圖1.6所示，假想線代表定比傳動機(jī)構(gòu)，棱形塊代表換置機(jī)構(gòu)。圖1.6a銑平面，有兩條外聯(lián)系傳動鏈：傳動鏈“1－2－－3－4”將運(yùn)動源（電動機(jī)）和主軸聯(lián)系起來，使銑刀獲得一定轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動B；傳動鏈“5－6――7－8”將運(yùn)動源和工作臺聯(lián)系起來，使工件獲得一定進(jìn)給速度和方向的直線運(yùn)動A。若要改變銑刀的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和工件的進(jìn)給速度和方向時(shí)，可通過換置機(jī)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)。1.2.1.2機(jī)床的傳動原理圖1.6b車螺紋時(shí)，工件的旋轉(zhuǎn)和車刀的移動為復(fù)合運(yùn)動，有兩條傳動鏈：外聯(lián)系傳動鏈“1－2－.3－4”將運(yùn)動源和主軸聯(lián)系起來；內(nèi)聯(lián)系傳動鏈“4－5――6－7”將主軸和刀架聯(lián)系起來，使工件和車刀保持嚴(yán)格的運(yùn)動關(guān)系，利用換置機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)不同導(dǎo)程的要求。圖1.6c為車圓錐螺紋的傳動原理圖。車圓錐螺紋需要三個(gè)單元運(yùn)動組成的復(fù)合運(yùn)動：工件旋轉(zhuǎn)B、車刀縱向直線移動A和橫向直線移動A。這三個(gè)單元運(yùn)動之間必須嚴(yán)格保持：工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的同時(shí)，車刀縱向移動一個(gè)螺紋導(dǎo)程L的距離，橫向移動Ltanα的距離（α為圓錐螺紋的斜角）。這就需要在主軸與刀架縱向溜板之間用傳動鏈“4－5――6－7”聯(lián)系，在刀架縱向溜板與橫向溜板之間用傳動鏈“7－8－－9”聯(lián)系，這兩條傳動鏈都是內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。傳動鏈中的可適應(yīng)加工不同導(dǎo)程螺紋的需要，可適應(yīng)加工不同錐度螺紋的需要。外聯(lián)系傳動鏈“1－2－－3－4”使主軸和刀架獲得一定速度和方向的運(yùn)動。1.2.1.2機(jī)床的傳動原理圖1.6傳動原理圖1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍1.車床車床是金屬切削機(jī)床中應(yīng)用最廣泛的一種。車床類機(jī)床主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面，如內(nèi)圓、外圓、圓錐、成形面、螺紋面和回轉(zhuǎn)體的端面等。車床上主要使用各種車刀，其次是各種孔加工刀具（如鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀等）和螺紋刀具（板牙、絲錐等）。車床的種類很多，按結(jié)構(gòu)和用途的不同，可分為臥式車床、轉(zhuǎn)塔車床、立式車床、單軸自動車床、多軸自動和半自動車床、仿形車床、多刀車床、專門化車床（如凸輪軸車床、曲軸車床）等。其中臥式車床的應(yīng)用最廣。臥式車床由主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾座和床身等部件組成（見圖1.7）。車床的主運(yùn)動是工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動是刀具的移動。1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍圖1.7臥式車床1－主軸箱2—刀架3—尾座4—床身5、9—床腿6—光桿7—絲杠8—溜板箱10—進(jìn)給箱11—掛輪變速機(jī)構(gòu)1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍臥式車床的加工范圍很廣，它能完成多種加工，主要包括：各種軸類、套類和盤類等零件上的回轉(zhuǎn)表面，如車外圓、鏜孔、車錐面、車環(huán)槽、切斷、車成形面等；車端面；車螺紋；還能進(jìn)行鉆中心孔、鉆孔、鉸孔、攻絲、滾花等，如圖1.8所示。1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍圖1.8臥式車床加工的刀具和典型表面1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍2.銑床銑床主要用于加工各種平面、斜面、溝槽、臺階、齒輪、凸輪等表面。銑削與刨削的工藝范圍基本相同，但由于銑刀同時(shí)有多個(gè)刀齒參加切削，所以銑削的生產(chǎn)率比刨削高，在機(jī)械加工中所占比重比刨削大。銑床的種類很多，主要有升降臺式銑床、龍門銑床、工具銑床、仿形銑床、各種專門化銑床（如凸輪銑床、曲軸銑床）等，其中應(yīng)用最廣的是升降臺式銑床。萬能升降臺式銑床的主要結(jié)構(gòu)如圖1.9所示，其主運(yùn)動是刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。工作臺6可在互相垂直的三個(gè)方向調(diào)整其位置，并可在任一方向上實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動。在床鞍8上有一個(gè)回轉(zhuǎn)盤7，可以繞垂直軸在±45°范圍內(nèi)調(diào)整角度，工作臺在回轉(zhuǎn)盤的導(dǎo)軌上移動，以便銑削各種角度的成形面。銑刀與銑床加工的典型表面如圖1.10所示。1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍圖1.9X62W型銑床1—主軸變速機(jī)構(gòu)2—床身3—主軸4—橫梁5—刀桿支架6—工作臺7—回轉(zhuǎn)盤8—橫滑板9—升降臺10—進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍圖1.10銑刀與銑床加工的典型表面a)、b)、銑平面c)銑螺紋d)、e)銑溝槽f)銑臺階g)銑T型槽h)切斷i)、j)銑角度槽k)、l)銑鍵槽m)銑齒形n)銑螺旋槽o)銑曲面p)銑立體曲面q)球頭銑刀1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍3.鉆床主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床稱為鉆床。通常鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為主運(yùn)動，刀具的軸向移動為進(jìn)給運(yùn)動。鉆床的主要功用是鉆孔和擴(kuò)孔，也可以用來鉸孔、攻螺紋、锪沉頭孔和锪凸臺端面等。普通鉆床分為臺式鉆床（加工直徑小于Φ13mm的孔）、立式鉆床（加工直徑小于Φ50mm的孔）、搖臂鉆床、深孔鉆床、中心孔鉆床、數(shù)控鉆床等等。應(yīng)用最廣泛的是立式鉆床、搖臂鉆床和數(shù)控鉆床。圖1.11所示為一搖臂鉆床，主軸箱4裝在搖臂3上，并可沿?fù)u臂3的導(dǎo)軌作水平移動，搖臂3可沿立柱2作垂直升降運(yùn)動，搖臂還可以繞立柱軸線回轉(zhuǎn)。就能方便地加工不同高度和不同位置的工件。鉆床的加工方法及所需的運(yùn)動如圖1.12所示。1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍圖1.11搖臂鉆床1—底座2—立柱3—搖臂4—主軸箱5—主軸6—工作臺1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍圖1.12鉆床的加工方法1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍4.鏜床鏜床的主要工作是用鏜刀鏜孔通常孔的尺寸較大、數(shù)量多，孔的尺寸精度、形狀精度、位置精度要求高。合適加工各種大型箱體、床身、機(jī)殼、機(jī)架等工件。鏜床的主要類型有臥式鏜銑床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床等。其中以臥式鏜銑床應(yīng)用最廣泛。其主要結(jié)構(gòu)見圖1.13所示。臥式鏜床的主要運(yùn)動有：鏜桿或平旋盤的旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動；鏜桿的軸向進(jìn)給運(yùn)動；主軸箱的垂直進(jìn)給運(yùn)動（加工端面）；工作臺的縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動；平旋盤上的徑向刀架進(jìn)給運(yùn)動（加工端面）。且工作臺還能沿上滑座的圓軌道在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，以適應(yīng)加工互相成一定角度的平面和孔。鏜床還可用來鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、車螺紋、銑平面等加工。其典型加工方法如圖1.14所示。1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍圖1.13臥式鏜床1－床身2—下滑座3—上滑座4—后支架5—后立柱6—工作臺7—鏜軸8—平旋盤9—徑向刀架10—前立柱11—主軸箱1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍外圓磨床和萬能磨床的加工方式如圖1.16所示。圖a為縱向進(jìn)給磨削外圓柱面；圖b為工作臺旋轉(zhuǎn)一角度，縱向進(jìn)給磨削錐度不大的外圓錐面；圖c和d為橫向進(jìn)給磨削（切入磨削）錐度較大，但較短的外圓錐面，圖c為砂輪架傾斜一角度，圖d為工件頭架傾斜一角度；圖e為內(nèi)圓磨具磨內(nèi)孔，若要磨錐孔，工件頭架應(yīng)傾斜一角度。1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍圖1.15M1432A型萬能外圓磨床1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍圖1.16外圓磨床和萬能磨床的加工示意圖1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍6.齒輪加工機(jī)床加工齒輪齒形的機(jī)床叫齒輪加工機(jī)床。按照加工原理，齒形加工可以分為成形法和展成法兩大類:成形法是利用與被加工齒輪齒槽形狀一致的刀具，在齒坯上加工出齒形，通常在普通銑床上進(jìn)行，如圖1.17所示；展成法是利用齒輪嚙合（或齒輪與齒條嚙合）原理，將其中的一個(gè)作為刀具，在嚙合的過程中進(jìn)行加工。用展成法加工的機(jī)床主要有滾齒機(jī)、插齒機(jī)、刨齒機(jī)、剃齒機(jī)、珩齒機(jī)、磨齒機(jī)等，后三種通常用于齒形的精加工。1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍圖1.17直齒圓柱齒輪的成形銑削圖1-18所示為滾齒加工，滾齒機(jī)主要用于滾切直齒和斜齒圓柱齒輪及蝸輪。床身1上固定立柱2，刀架溜板3可沿立柱上的導(dǎo)軌作垂直方向的移動，以實(shí)現(xiàn)滾刀的軸向進(jìn)給。滾刀安裝在刀桿4上，可調(diào)整其傾斜角度。工件安裝在工作臺的心軸7上，并支承在支架6的孔中，由工作臺帶動作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。滾刀的旋轉(zhuǎn)是主運(yùn)動；滾刀與工件之間的嚙合是展成運(yùn)動，由機(jī)床的內(nèi)聯(lián)系傳動鏈實(shí)現(xiàn)；滾刀沿軸向的移動是進(jìn)給運(yùn)動；此外，在滾斜齒輪時(shí)，還必須有一個(gè)附加的轉(zhuǎn)動即差動運(yùn)動。1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍圖1.18滾齒加工1.2.1.3典型機(jī)床的加工范圍7.擠壓加工機(jī)床擠壓是迫使金屬塊料產(chǎn)生塑性流動，通過凸模與凹模間的間隙或凹模出口，制造空心或斷面比毛坯斷面要小的零件的一種工藝方法。如果毛坯不經(jīng)加熱就進(jìn)行擠壓，便稱為冷擠壓。冷擠壓是無切屑、少切屑零件加工工藝之一，所以是金屬塑性加工中一種先進(jìn)的工藝方法。如果將毛坯加熱到再結(jié)晶溫度以下的溫度進(jìn)行擠壓，便稱為溫?cái)D壓。溫?cái)D壓仍具有少無切屑的優(yōu)點(diǎn)。1.2.2刀具1.2.2.1刀具材料1.2.2.2刀具幾何角度1.2.2.3刀具種類及其選用1.2.2.4砂輪1.2.2刀具切削過程就是刀具從工件表面上切除多余的材料。根據(jù)工件和機(jī)床的不同，刀具也有不同的類型、結(jié)構(gòu)、材料和幾何參數(shù)。1.2.2.1刀具材料1.刀具材料應(yīng)具備的性能所謂機(jī)械加工的實(shí)質(zhì)就是，用比工件材料硬的刀具，在機(jī)械能和機(jī)械力的作用下，切除多余的材料。刀具工作時(shí)除了要承受很大的壓應(yīng)力外，還要承受與工件和切屑間的強(qiáng)烈摩擦而產(chǎn)生的高溫。刀具材料的切削性能對刀具的使用壽命、生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量和生產(chǎn)成本影響很大，因此必須合理選用。刀具材料的性能應(yīng)滿足以下基本要求：(1)硬度和耐磨性刀具材料的硬度應(yīng)比工件材料的硬度高，一般常溫硬度要求60HRC以上。刀具材料應(yīng)具有較高的耐磨性。材料硬度越高，耐磨性也越好。刀具材料含有耐磨的合金碳化物越多、晶粒越細(xì)、分布越均勻，則耐磨性越好。1.2.2.1刀具材料(2)強(qiáng)度和韌性刀具材料必須有足夠的強(qiáng)度和韌性，以便在承受振動和沖擊時(shí)不產(chǎn)生崩刃和折斷。(3)耐熱性刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的性能。(4)工藝性為便于制造，刀具材料應(yīng)具備較好的可加工性（焊接、鍛、軋、熱處理、切削和磨削等）。(5)經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性是評價(jià)刀具材料的重要指標(biāo)之一，刀具材料的價(jià)格應(yīng)低廉，便于推廣。但有些材料雖單件成本很高，但因其使用壽命長，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的成本不一定很高。1.2.2.1刀具材料2.常用刀具材料(1)高速鋼高速鋼是含有W、Mo、Cr、V等合金元素較多的合金工具鋼。它所允許的切削速度比碳素工具鋼及合金工具鋼高1～3倍，故稱為高速鋼。高速鋼具有較高的耐熱性，在500～650°C時(shí)仍能切削。高速鋼還具有高的強(qiáng)度、硬度（63～70HRC）和耐磨性，另外，其熱處理變形小、能鍛易磨，是一種綜合性能好、應(yīng)用最廣泛的刀具材料。特別適合制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的成形刀具、鉆頭、滾刀、拉刀和螺紋刀具等。由于高速鋼的硬度、耐磨性、耐熱性不及硬質(zhì)合金，因此只適于制造中、低速切削的各種刀具。高速鋼分兩大類：普通高速鋼和高性能高速鋼，常用高速鋼的化學(xué)成分、性能和用途見表1.5。切削一般材料可選用普通高速鋼，其中W18Cr4V過去國內(nèi)用得多，目前國內(nèi)外大量使用的是6Mo5Cr4V2；切削難加工材料時(shí)可選用高性能高速鋼。1.2.2.1刀具材料1.2.2.1刀具材料(2)硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是由高硬度的難熔金屬碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC等)和金屬粘結(jié)劑（如Co、Ni、Mo等）經(jīng)粉末冶金方法制成的。硬質(zhì)合金的硬度、特別是高溫硬度、耐磨性、耐熱性都高于高速鋼，硬質(zhì)合金的常溫硬度可達(dá)89～93HRA（高速鋼為83～86.6HRA），在800°C～1000°C時(shí)仍能進(jìn)行切削。硬質(zhì)合金的切削性能優(yōu)于高速鋼，刀具耐用度也比高速鋼高幾倍到幾十倍，在相同耐用度時(shí)，切削速度可提高4～10倍。但硬質(zhì)合金較脆，抗彎強(qiáng)度低，韌性也很低。1.2.2.1刀具材料1.2.2.1刀具材料(3)其它刀具材料1）陶瓷陶瓷是以氧化鋁（Al2O3）或以氮化硅（Si3N4）為基體再添加少量金屬，在高溫下燒結(jié)而成的一種刀具材料。陶瓷刀具比硬質(zhì)合金具有更高的硬度和耐熱性，在1200°C的溫度下仍能切削，切削速度更高，并可切削難加工的高硬度材料。主要缺點(diǎn)是性脆，抗沖擊韌性差，抗彎強(qiáng)度低。2）人造金剛石天然金剛石是自然界最硬的材料。耐磨性極好，但價(jià)格昂貴，主要用于制造加工精度和表面粗糙度要求極高的零件的刀具，如加工磁盤、激光反射鏡等。人造金剛石是除天然金剛石外最硬的材料，多用于有色金屬及非金屬材料的超精加工以及作磨料用。金剛石是碳的同素異形體，與碳易親合，故金剛石刀具不宜加工含有碳的黑色金屬。3）立方氮化硼（CBN）由六方氮化硼（白石墨）在高溫高壓下轉(zhuǎn)化而成的。立方氮化硼刀具硬度與耐磨性僅次于金剛石。它的耐熱性可達(dá)1300℃，化學(xué)穩(wěn)定性很高，在高溫下與大多數(shù)鐵族金屬都不起化學(xué)反應(yīng)。一般用于高硬度、難加工材料的精加工。1.2.2.2刀具幾何角度1.刀具切削部分的組成金屬切削刀具的種類很多，但它們參加切削的部分具有相同的幾何特征，為方便起見，以外圓車刀為例，給出刀具幾何參數(shù)方面的有關(guān)定義。如圖1.19所示，車刀由切削部分和刀柄（用于裝夾）兩部分構(gòu)成。切削部分由三個(gè)面、兩條切削刃和一個(gè)刀尖組成。(1)前刀面（Aγ）切削過程中切屑流出所經(jīng)過的刀具表面。(2)后刀面（Aα）切削過程中與工件過渡表面相對的刀具表面。(3)副后面（A'γ）切削過程中與工件已加工表面相對的刀具表面。(4)主切削刃（s）前刀面與后刀面的交線。它擔(dān)負(fù)主要的切削工作。(5)副切削刃（s'）前刀面與副后面的交線。它配合主切削刃完成切削工作。(6)刀尖主切削刃與副切削刃連接處的一小段切削刃。為了改善刀尖的切削性能，常將刀尖磨成直線或圓弧形過渡刃。1.2.2.2刀具幾何角度圖1.19車刀的組成1.2.2.2刀具幾何角度2.刀具切削部分的幾何角度與一般刀具相同，要進(jìn)行切削加工，刀具必須具有切削角度。定義刀具的幾何角度需要建立參考系。在刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨、測量時(shí)用于定義刀具幾何參數(shù)的參考系稱為標(biāo)注角度參考系或靜止參考系。在此參考系中定義的角度稱為刀具的標(biāo)注角度。以下主要介紹刀具靜止參考系中常用的正交平面參考系。（1）正交平面參考系正交平面參考系是由基面Pr、切削平面Ps和正交平面Po三個(gè)平面組成的空間直角坐標(biāo)系，如圖1.20所示。1.2.2.2刀具幾何角度圖1.20正交平面參考系1.2.2.2刀具幾何角度①基面Pr指過主切削刃上的選定點(diǎn)，垂直于主運(yùn)動方向的平面。車刀切削刃上各點(diǎn)的基面都平行于車刀的安裝面（即底面）。安裝面是刀具制造、刃磨、測量時(shí)的定位基面。通常，切削刃上各點(diǎn)的基面在空間的方位都不同，因此必須確定一個(gè)選定點(diǎn)，下述的切削平面、正交平面同。②切削平面Ps指過主切削刃上的選定點(diǎn)，與主切削刃相切，并垂直于該點(diǎn)基面的平面（即與工件過渡表面相切的面）。③正交平面PO

指過主切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面與切削平面的平面。1.2.2.2刀具幾何角度（2）刀具的標(biāo)注角度如圖1.21所示，在正交平面內(nèi)標(biāo)注的角度①前角γo是指前刀面與基面之間的夾角。前面與基面平行時(shí)前角為零；刀尖位于前刀面最高點(diǎn)時(shí)，前角為正；刀尖位于前刀面最低點(diǎn)時(shí)，前角為負(fù)。前角對刀具切削性能影響很大。②后角αo是指后刀面與切削平面之間的夾角。刀尖位于后刀面最前點(diǎn)時(shí)，后角為正；刀尖位于后刀面最后點(diǎn)時(shí)，后角為負(fù)。后角的主要作用是減小后刀面與過渡表面間的摩擦。③楔角βo前刀面與后刀面的夾角。是由前角后角得到的派生角。在基面內(nèi)標(biāo)注的角度:主偏角Kr是指主切削平面與假定進(jìn)給方向之間的夾角。主偏角一般在0°~90°之間，且為正值。副偏角K’r是指副切削平面與假定進(jìn)給反方向之間的夾角。刀尖角εr

是指主切削平面與副切削平面間的夾角。是由主偏角相副偏角得到的派生角。在切削平面內(nèi)標(biāo)注的角度:刃傾角λs是指主切削刃與基面之間的夾角。切削刃與基面平行時(shí)，刃傾角為零;刀尖位于刀刃最高點(diǎn)時(shí)，刃傾角為正;刀尖位于刀刃最低點(diǎn)時(shí)，刃傾角為負(fù)。在副正交平面內(nèi)標(biāo)注的角度:α’o是指副后刀面與副切削平面之間的夾角。1.2.2.2刀具幾何角度圖1.21正交平面參考系標(biāo)注角度

圖2-62刃傾角1.2.2.2刀具幾何角度（3）刀具的工作角度以上是在靜止參考系中討論刀具的標(biāo)注角度，實(shí)際上，在切削加工中，由于進(jìn)給運(yùn)動的影響，或者刀具相對于工件安裝位置發(fā)生變化時(shí)，會使刀具的實(shí)際切削角度發(fā)生變化。刀具在工作狀態(tài)下的切削角度，稱為刀具的工作角度。工作角度記作為：γoe、αoe、κre、κ’re、λse、α’oe等。①進(jìn)給運(yùn)動對工作角度的影響1）橫向進(jìn)給對工作角度的影響車端面或切斷時(shí)，車刀沿橫向進(jìn)給，合成運(yùn)動方向與主運(yùn)動方向的夾角為μ（），運(yùn)動軌跡是阿基米德螺旋線（如圖1.22所示）。結(jié)果使切削刃的工作前角增大，工作后角減少。1.2.2.2刀具幾何角度圖1.22橫向進(jìn)給運(yùn)動對工作角度的影響1.2.2.2刀具幾何角度2）縱向進(jìn)給對工作角度的影響車外圓或車螺紋時(shí)（如圖1.23所示），合成運(yùn)動方向與主運(yùn)動方向之間的夾角為μf，這時(shí)工作基面和工作切削平面分別相對于基面Pr和切削平面轉(zhuǎn)過μf角。一般車削時(shí)，進(jìn)給量比工件直徑小的多，合成運(yùn)動方向與主運(yùn)動方向的夾角為μ很小，對車刀工作角度影響很小，可忽略。但加工絲桿、多頭螺紋時(shí)，進(jìn)給量大，要考慮影響(進(jìn)刀量大)。1.2.2.2刀具幾何角度圖1.23縱向進(jìn)給運(yùn)動對工作角度的影響②刀具安裝對工作角度的影響1）刀刃安裝高度對工作角度的影響車削時(shí)刀具的安裝常會出現(xiàn)刀刃安裝高于或低于工件回轉(zhuǎn)中心的情況（如圖1.24所示）。刀刃高于工作中心安裝，工作前角增大，工作后角減少；刀刃低于工作中心安裝，工作前角減少，工作后角增大。1.2.2.2刀具幾何角度圖1.24車刀安裝高度對工作角度的影響2）刀柄安裝偏斜對工作角度的影響在車削時(shí)會出現(xiàn)刀柄與進(jìn)給方向不垂直的情況（如圖1.25所示）。引起工作主偏角和工作副偏角的變化。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)工作需要在安裝刀具時(shí)可以調(diào)整主偏角和副偏角的數(shù)值。1.2.2.2刀具幾何角度圖1.25車刀安裝偏斜對工作角度的影響1.2.2.3刀具種類及其選用1.車刀車刀是金屬切削加工中使用最廣泛的刀具，它可以用來加工各種內(nèi)、外回轉(zhuǎn)體表面，如外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋，也可用于切槽和切斷等。車刀按結(jié)構(gòu)可分為整體式、焊接式、機(jī)夾重磨式、可轉(zhuǎn)位式及成形車刀等（圖1.26）。（1）焊接車刀將一定形狀的硬質(zhì)合金刀片用黃銅、純銅等焊接在刀桿上的刀槽內(nèi)而成。各種焊接式車刀及所加工的表面如圖1.27所示。這種刀片有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，應(yīng)選用合適的硬質(zhì)合金牌號和刀片規(guī)格。1.2.2.3刀具種類及其選用圖1.26車刀結(jié)構(gòu)1.2.2.3刀具種類及其選用圖1.27焊接車刀及加工面1.切斷刀2、3.90°偏刀4.彎頭刀5.直頭刀6.成形車刀7.寬刃精車刀8、10.螺紋車刀9.端面車刀11.內(nèi)槽車刀12.通孔車刀13.盲孔車刀1.2.2.3刀具種類及其選用（2）可轉(zhuǎn)位車刀采用機(jī)械夾固的方法，將刀片夾緊在刀桿上，如圖1.28所示。它由刀桿、刀片、刀墊和夾緊元件組成，當(dāng)切削刃用鈍后，將刀片轉(zhuǎn)過一個(gè)位置，便可用新的一個(gè)切削刃進(jìn)行切削，當(dāng)全部刀刃都用鈍后再更換新刀片。可轉(zhuǎn)位車刀是一種高效率的新型刀具。可轉(zhuǎn)位刀片已經(jīng)有國家標(biāo)準(zhǔn)，種類很多，可根據(jù)需要選擇。（3）成形車刀是加工回轉(zhuǎn)體成形表面的專用高效車刀。它的刃形是根據(jù)工件廓形設(shè)計(jì)的,用成形車刀加工，只要一次就能切出成形表面，操作簡單，生產(chǎn)率高，刀具使用壽命長，主要用于大批量生產(chǎn)。成形車刀按結(jié)構(gòu)和形狀分為平體成形車刀、棱體成形車刀和圓體成形車刀三類，見圖1.26中的e、f、g。1.2.2.3刀具種類及其選用圖1.28可轉(zhuǎn)位車刀組成1.刀片；2.刀墊；3.卡簧；4.杠桿；5.彈簧；6.螺釘；7.刀桿1.2.2.3刀具種類及其選用2.孔加工刀具在實(shí)體上加工孔，常用麻花鉆、中心鉆及深孔鉆；而對已有孔作進(jìn)一步加工，則用擴(kuò)孔鉆、鉸刀、鏜刀等，此外，內(nèi)孔拉（推）刀、內(nèi)圓磨砂輪及珩磨頭也用來對已有孔作進(jìn)一步的精加工。（1）麻花鉆麻花鉆是一種形狀復(fù)雜的雙刃鉆孔或擴(kuò)孔的標(biāo)準(zhǔn)刀具。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆是由柄部、頸部和工作部分組成，如圖1.29所示。麻花鉆的主要幾何參數(shù)有螺旋角β（一般為25°～32°），頂角2φ，（2φ=118°），橫刃長度，橫刃斜角ψ等。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的缺點(diǎn)是：切削刃長，前角變化大（從外緣30°逐漸減小到鉆芯-30°），橫刃切削條件差，排屑不暢等，為提高鉆孔的精度和效率，常將標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆按特定方式修磨成“群鉆”（圖1.30）。1.2.2.3刀具種類及其選用圖1.29麻花鉆的組成1.2.2.3刀具種類及其選用圖1.30基本型群鉆1、1′—外刃后刀面2、2′—月牙槽3、3′—內(nèi)刃前刀面4、4′—分屑槽1.2.2.3刀具種類及其選用(2)擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔鉆是將孔進(jìn)一步擴(kuò)大用的刀具。擴(kuò)孔鉆有整體式和套式兩種，如圖1.31所示。擴(kuò)孔鉆的外形與麻花鉆類似，但其齒數(shù)較多（一般為3～4齒），容屑槽較淺，無橫刃，導(dǎo)向性好，可獲得比鉆孔高的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。常用來加工直徑小于Φ100mm的孔。(3)鉸刀鉸刀用于中小尺寸孔的半精加工和精加工。鉸刀的齒數(shù)多（6～12個(gè)），齒槽淺，剛性和導(dǎo)向性好。鉸刀的結(jié)構(gòu)由工作部分、頸部和柄部組成（圖1.32），工作部分有切削部分和校準(zhǔn)部分，校準(zhǔn)部分有圓柱部分和倒錐部分。鉸刀圓柱校準(zhǔn)部分的直徑為鉸刀的直徑，它直接影響到被加工孔的尺寸精度及刀具使用壽命。鉸刀的種類較多（見圖1.33），可分為機(jī)用鉸刀和手用鉸刀，機(jī)用鉸刀由機(jī)床引導(dǎo)，導(dǎo)向性能好，故工作部分長度短。1.2.2.3刀具種類及其選用圖1.31擴(kuò)孔鉆圖1.32鉸刀的結(jié)構(gòu)1.2.2.3刀具種類及其選用圖1.33鉸刀的類型1.2.2.3刀具種類及其選用(4)鏜刀鏜刀是在車床、鏜床、加工中心、自動機(jī)床及組合機(jī)床上使用的刀具。鏜刀按刀刃數(shù)可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。如圖1.34所示為單刃鏜刀，其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，通用性好，但調(diào)整費(fèi)時(shí)，且精度不易控制。圖1.35所示為雙刃浮動鏜刀，鏜刀兩邊都有切削刃，可以消除徑向力對鏜刀桿的影響，所鏜孔的尺寸和精度由鏜刀的徑向尺寸D保證。通過調(diào)整兩刀刃的徑向位置，可以加工一定尺寸范圍內(nèi)的孔。浮動鏜刀是以間隙配合裝入鏜桿的方孔中，無需夾緊。1.2.2.3刀具種類及其選用圖1.34單刃鏜刀1.2.2.3刀具種類及其選用圖1.35雙刃鏜刀1.2.2.3刀具種類及其選用3.拉刀拉刀是一種高精度和高生產(chǎn)率的多齒刀具，各種形狀貫通的內(nèi)、外表面（見圖1-36）都能用拉刀加工。拉刀使用壽命長，但制造較復(fù)雜，成本高，主要用于大批量生產(chǎn)中。拉刀軸向尺寸較大，由切削部分、校準(zhǔn)部分和輔助部分組成（圓孔拉刀的結(jié)構(gòu)見圖1.37ａ）。切削部分完成全部余量的切除工作（見圖1.37ｂ），它由粗切齒、過渡齒、精切齒組成。相鄰刀齒的半徑差稱為齒升量，粗切齒齒升量最大，逐步遞減至精切齒。校準(zhǔn)部分起修光、校準(zhǔn)作用，校準(zhǔn)齒齒升量等于零。輔助部分包括前柄、頸部、過渡錐、前導(dǎo)部、后導(dǎo)部和后柄等。1.2.2.3刀具種類及其選用圖1-36拉削的各種表面1.2.2.3刀具種類及其選用圖1-37圓孔拉刀的組成和拉削過程1.2.2.3刀具種類及其選用4.銑刀銑刀是多齒回轉(zhuǎn)刀具，可以加工各種平面、溝槽和成形表面等。銑刀的種類很多，按其用途可分為加工平面用銑刀、加工溝槽用銑刀和加工成形面用銑刀等三大類。通用規(guī)格的銑刀已標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)工具廠生產(chǎn)。下面介紹幾種常用的銑刀。圖1.105.齒輪刀具加工齒輪齒形的刀具稱為齒輪刀具。齒輪刀具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類較多。按齒形形成的原理，齒輪刀具可分為成形法和展成法兩大類。A.成形法加工齒形的刀具：成形法齒輪刀具的刃形與被加工齒輪齒槽的形狀相符。成形銑齒、拉齒、成形磨齒。成形法加工齒形的刀具B.展成法加工齒形的刀具:展成法齒輪刀具是根據(jù)齒輪齒合原理來加工的齒輪刀具，工件的齒形是由刀具齒形的運(yùn)動軌跡包絡(luò)而成。展成法加工齒形的刀具：齒輪滾刀插齒刀剃齒刀1.2.2.4砂輪1.砂輪的特性砂輪是磨削加工中的重要工具，砂輪是由按一定比例的磨料和結(jié)合劑，經(jīng)壓坯、干燥、焙燒而制成，有很多氣孔。磨料、結(jié)合劑與氣孔三者構(gòu)成了砂輪三要素。砂輪的特性主要由磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度和組織五個(gè)參數(shù)決定。(1)磨料磨料即砂粒，是構(gòu)成砂輪的主要成分。磨料應(yīng)具備很高的硬度、耐磨性、耐熱性和韌性，才能承受磨削時(shí)的熱和磨削力，還要具有相當(dāng)鋒利的形狀，以利磨削金屬。常用的磨料有氧化物系、碳化物系和超硬磨料(人造金剛石、立方氮化硼等)。各種磨料的名稱、代號、顏色、性能和用途等見表1.7。1.2.2.4砂輪(2)粒度粒度指磨料顆粒的大小，用磨粒能通過的篩網(wǎng)號表示。例如30粒度是指磨粒剛可通過每英寸長度上有30個(gè)孔眼的篩網(wǎng)。粒度號越大則磨粒的顆粒越小。粗加工的磨粒尺寸大，精加工的磨粒尺寸小。通常把磨料顆粒尺寸大于40μm的稱為磨粒，顆粒尺寸小于40μm的稱為微粉，以W表示，例如W10，表示磨粒的實(shí)際尺寸為10μm，微粉號越小則微粉越細(xì)。磨料的粒度將直接影響磨削表面質(zhì)量和生產(chǎn)率，磨粒粒度及適應(yīng)范圍見表1.7。(3)結(jié)合劑結(jié)合劑的作用是將磨粒粘結(jié)在一起，使砂輪具有一定的形狀和強(qiáng)度結(jié)合劑的特性影響砂輪的強(qiáng)度、耐腐蝕性、耐熱性及砂輪壽命。常用的結(jié)合劑見表1.7。1.2.2.4砂輪(4)硬度砂輪的硬度是指在磨削力作用下，磨粒從砂輪表面脫落的難易程度。它反映了磨粒與粘合劑的粘結(jié)強(qiáng)度。砂輪硬，磨粒不易脫落，砂輪軟，磨粒容易脫落。砂輪硬度的選用，主要是根據(jù)工件材料的性質(zhì)和具體磨削條件，基本原則為：1）工件材料硬，砂輪硬度應(yīng)選軟些，以便磨鈍的磨粒及時(shí)脫落。2）砂輪與工件磨削接觸面積和弧長較大時(shí)，砂輪硬度應(yīng)選軟些。3）用成形砂輪磨削時(shí)，為保持必要的形狀，應(yīng)選硬些的砂輪。4）磨削有色金屬（鋁、黃銅等）等軟材料時(shí)，為防止砂輪堵塞，應(yīng)選用較軟的砂輪。5）砂輪的粒度號大時(shí)，應(yīng)選軟些的砂輪。1.2.2.4砂輪(5)組織砂輪的組織表示砂輪的疏密程度，它是按砂輪中磨料、結(jié)合劑、氣孔三者的體積比例關(guān)系來分級的。磨粒在砂輪總體積中所占的比例越大，砂輪的組織越緊密，氣孔越少；反之，則組織疏松，氣孔多。緊密組織砂輪適用于重壓力下的磨削；中等組織砂輪適用于一般磨削；疏松組織的砂輪適用于平面磨、內(nèi)圓磨等磨削接觸面積大的工序和磨削熱敏性強(qiáng)的材料或工件。一般砂輪上若末標(biāo)注組織號，即為中等組織。砂輪的組織號及用途見表1.7。1.2.2.4砂輪2.砂輪的形狀與尺寸砂輪的形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)磨削條件和工件形狀來選擇，其原則是：在可能的情況下，砂輪的外徑應(yīng)盡量大些，可以提高生產(chǎn)率和降低表面粗糙度。磨削內(nèi)圓時(shí)，砂輪外徑一般取工件孔徑的三分之二左右。縱磨時(shí)，應(yīng)選較寬的砂輪。表1.8為常用砂輪形狀、代號及其用途。1.2.2.4砂輪1.2.3夾具1.機(jī)床夾具的作用⑴較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對于刀具（或機(jī)床）的位置由夾具來保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工件的加工精度。例如圖1.41a所示套筒零件的φ6H7孔加工，就用圖1.41b所示的專用鉆床夾具完成。工件以內(nèi)孔和端面在定位銷6上定位，旋緊螺母5，通過開口墊圈4將工件夾緊，然后由裝在鉆模板3上的快換鉆套1引導(dǎo)鉆頭或絞刀進(jìn)行鉆孔或鉸孔。⑵提高勞動生產(chǎn)率采用夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，可顯著地減少輔助時(shí)間，提高勞動生產(chǎn)率。如采用圖1.41b所示專用鉆孔夾具，省去了加工前在工件加工位置劃十字中心線、在交點(diǎn)打沖孔的時(shí)間，也省去了找正沖孔位置的時(shí)間。⑶擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍使用專用夾具可以改變機(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可對箱體孔系進(jìn)行鏜削加工。⑷改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全使用專用機(jī)床夾具可減輕工人的勞動強(qiáng)度、改善勞動條件、降低對工人操作技術(shù)水平的要求，保證安全。1.2.3夾具圖1.41套筒零件及鉆夾具1—快換鉆套2—導(dǎo)向套3—鉆模板4—開口墊圈5—螺母6—定位銷7—夾具體1.2.3夾具2.機(jī)床夾具的分類機(jī)床夾具通常有三種分類方法，即按應(yīng)用范圍、使用機(jī)床、夾緊動力來源來分類，如圖1.42所示。1.2.3夾具圖1.42機(jī)床夾具的分類1.2.3夾具3.機(jī)床夾具的組成雖然機(jī)床夾具的種類繁多，但它們的組成均可概括為下面五個(gè)部分。⑴定位元件定位元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置。在圖1.41b中，夾具上的定位銷6、左端面是定位元件，通過它們使工件在夾具中占據(jù)了正確的位置。⑵夾緊裝置夾緊裝置的作用是將工件夾緊夾牢，保證工件在加工過程中正確位置不變。夾緊裝置包括夾緊元件或其組合以及動力源。圖1.41b中的螺桿（與圓柱銷合成的一個(gè)零件）、螺母5和開口墊圈4組成了夾緊裝置。⑶對刀及導(dǎo)向裝置對刀及導(dǎo)向裝置的作用是迅速確定刀具與工件間的相對位置，防止加工過程中刀具的偏斜。圖1.41b中的鉆套1與鉆模板2就是為了引導(dǎo)鉆頭而設(shè)置的導(dǎo)向裝置。⑷夾具體夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，如圖1.41b中的件7，通過它將夾具的所有部分連接成一個(gè)整體。⑸其他裝置或元件機(jī)床夾具除有上述五部分外，還有一些根據(jù)需要設(shè)置的其他裝置或元件，如分度裝置，夾具與機(jī)床之間的聯(lián)接元件等。1.2.4量具量具是用來檢驗(yàn)或測量工件的幾何量是否合格的一種工藝裝備。1.量具的分類及其作用量具按照其通用性，可分為通用量具和專用量具。通用量具，如鋼尺、各種游標(biāo)尺、各種千分尺、各種量儀等等，都有刻度，能測量出一定范圍內(nèi)幾何量的具體數(shù)值；專用量具是為工件某特定參數(shù)設(shè)計(jì)的，用于檢驗(yàn)該參數(shù)的加工合格與否，不能測量出該參數(shù)的具體數(shù)值。在成批和大量生產(chǎn)中，為減少測量時(shí)間，常采用專用量具。1.2.4量具2.光滑極限量規(guī)量規(guī)是一種專用量具，檢驗(yàn)工件參數(shù)合格與否，就是檢驗(yàn)工件參數(shù)是否在規(guī)定的兩個(gè)極限尺寸范圍內(nèi)，光滑極限量規(guī)是用通端和止端檢驗(yàn)光滑工件極限尺寸的專用量具。檢驗(yàn)孔用的量規(guī)稱為塞規(guī);檢驗(yàn)軸用的量規(guī)稱為卡規(guī)。塞規(guī)和卡規(guī)的結(jié)構(gòu)形式很多，主要的結(jié)構(gòu)見圖1.43和1.44所示。為識別量規(guī)的通端和止端，常刻有字母“T”（通端）和“Z”（止端）。另外，通端的尺寸一般較長，而止端的尺寸較短。由于通端在檢驗(yàn)時(shí)要通過工件，其工作表面會磨損，應(yīng)留一定的磨損儲量，以增加量規(guī)的使用壽命。1.2.4量具圖1.43孔用量規(guī)的形式1.2.4量具圖1.44軸用量規(guī)的形式1.3 基準(zhǔn)的概念及其分類1.3.1基準(zhǔn)的概念1.3.2基準(zhǔn)的分類1.3 基準(zhǔn)的概念及其分類工件是個(gè)幾何體，它由一些幾何要素（如點(diǎn)、線和面）構(gòu)成。工件上的任何點(diǎn)、線和面的位置都相互有關(guān)系。1.3.1基準(zhǔn)的概念基準(zhǔn)就是在零件上用以確定其它點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的點(diǎn)、線、面。作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上不一定具體存在，例如幾何中心、對稱線、對稱平面等。根據(jù)基準(zhǔn)的功用不同可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。1.3.2基準(zhǔn)的分類1.3.2.1設(shè)計(jì)基準(zhǔn)1.3.2.2工藝基準(zhǔn)1.3.2.1設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在產(chǎn)品或零件圖上使用的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。例如，在圖1.45a所示的鉆套，軸線O-O是外圓Φ40h6及內(nèi)孔D的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；端面A是端面B、C的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；內(nèi)孔D的軸心線是φ40h6外圓的徑向圓跳動和B面端面圓跳動的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。圖1.45b中的D面是F面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是兩孔Ⅲ和Ⅳ在Y方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；E面是兩孔Ⅲ和Ⅳ在X方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；而孔Ⅱ的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔Ⅲ和Ⅳ。1.3.2.1設(shè)計(jì)基準(zhǔn)圖1.45基準(zhǔn)分析

1.3.2.2工藝基準(zhǔn)在零件的加工和裝配等工藝過程中所使用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途又可分為以下4種：1）工序基準(zhǔn)

在工序圖上使用的基準(zhǔn)稱為工序基準(zhǔn)。如圖1.41a所示的套筒零件鉆孔工序圖中，φ25H7的內(nèi)孔軸線和左端面（工序尺寸為37.5±0.02）為加工φ6H7孔的工序基準(zhǔn)。2）定位基準(zhǔn)

加工時(shí)，使工件在機(jī)床或夾具中占有一正確位置時(shí)所用的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。如圖1.41b所示的套筒零件鉆孔夾具中，工件φ25H7的內(nèi)孔軸線（φ25H7的內(nèi)孔表面稱為定位基面）和左端面是加工φ6H7孔的定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)是加工中用作定位的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)可進(jìn)一步分為粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)和附加基準(zhǔn)。

①粗基準(zhǔn)使用未經(jīng)機(jī)械加工的表面作定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)。

②精基準(zhǔn)使用已經(jīng)機(jī)械加工的表面作定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。

③附加基準(zhǔn)僅僅是為了機(jī)械加工工藝需要設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)，稱為附加基準(zhǔn)。例如，軸類零件常用的頂尖孔，某些箱體零件加工所用的工藝孔，支架類零件用到的工藝凸臺（圖2-20）等都屬于附加基準(zhǔn)。1.3.2.2工藝基準(zhǔn)3）測量基準(zhǔn)工件在測量時(shí)使用的基準(zhǔn)稱為測量基準(zhǔn)。4）裝配基準(zhǔn)在裝配時(shí)，用來確定零件或部件在機(jī)器中的位置所用的基準(zhǔn)稱為裝配基準(zhǔn)。如圖1.45a所示套筒，端面B和外圓φ40h6是裝配基準(zhǔn)。必須注意：應(yīng)盡可能選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為工藝基準(zhǔn)。[思考題]試指出圖所示零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)a）圖：外圓表面Ⅰ和Ⅱ的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心線，平面Ⅲ的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為母線C。

b）圖：端面Ⅱ和Ⅲ的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為端面Ⅰ，外圓表面D2的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是內(nèi)孔D1。

注：作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線，通常是由某些具體表面來體現(xiàn)的，這些表面稱為基面。例如圖a中零件的中心線實(shí)際是由外圓表面d1和d2所確定的。在沒有特別標(biāo)定的情況下，這兩個(gè)外圓表面可理解為互為基準(zhǔn)1.4 工件定位的六點(diǎn)定則1.4.1工件定位的方式1.4.2六點(diǎn)定則1.4 工件定位的六點(diǎn)定則工件在加工前，必須使工件在機(jī)床上或夾具中占有某一正確的位置，這個(gè)過程稱為定位。為了使定位好的工件在加工過程中始終保持正確的位置，不受切削力、慣性力等力的作用而發(fā)生位移，還需要將工件壓緊夾牢，這個(gè)過程稱為夾緊。定位和夾緊的整個(gè)過程合稱為裝夾。工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對生產(chǎn)率、加工成本及操作安全都有直接影響。1.4.1工件定位的方式1.直接找正定位此法是用百分表、劃線盤或目測直接在機(jī)床上找正工件，使其獲得正確位置的定位方法。直接找正時(shí)工件的定位基準(zhǔn)是所找正的表面。如圖1.46所示。圖a為在磨床上用四爪單動卡盤裝夾套筒磨內(nèi)孔，先用百分表找正工件的外圓再夾緊，以保證磨削后的內(nèi)孔與外圓同軸，工件的定位基準(zhǔn)是外圓。圖b為在牛頭刨床上用直接找正法刨槽，以保證槽的側(cè)面與工件右側(cè)面平行，工件的定位基準(zhǔn)是右側(cè)面。直接找正法生產(chǎn)率低，找正精度取決于工人的技術(shù)水平，一般多用于單件小批生產(chǎn)或位置精度要求特別高的工件。1.4.1工件定位的方式圖1.46直接找正定位1.4.1工件定位的方式2.劃線找正定位此法是先在毛坯上按照零件圖劃出中心線、對稱線和各待加工表面的加工線及找正線（找正線和加工線之間的距離一般為5mm），然后將工件裝上機(jī)床，按照劃好的線找正工件在機(jī)床上的正確位置。劃線找正時(shí)工件的定位基準(zhǔn)是所劃的線。如圖1.47所示,圖a)為某箱體的加工要求（局部），劃線過程如下：①找出鑄件孔的中心O，并劃出孔的中心線Ⅰ和Ⅱ，按尺寸A和B檢查E、F面的余量是否足夠，如果不夠再調(diào)整中心線Ⅰ；②按照圖紙尺寸A要求，以孔中心為劃線基準(zhǔn)，劃出E面的找正線Ⅲ；③按照圖紙尺寸B劃出F面的找正線Ⅳ，見圖b)。加工時(shí)，將工件放在可調(diào)支承上，通過調(diào)整可調(diào)支承的高度來找正劃好的線Ⅲ，見圖c)。這種定位方法生產(chǎn)率低，精度低，一般多用于單件小批生產(chǎn)中加工復(fù)雜而笨重的零件，或毛坯精度低而無法直接采用夾具定位的場合。1.4.1工件定位的方式圖1.47劃線找正定位1.4.1工件定位的方式3.用夾具定位夾具是按照被加工工序要求專門設(shè)計(jì)的，夾具上的定位元件能使工件相對于機(jī)床與刀具迅速占有正確位置，不需要劃線和找正就能保證工件的定位精度（圖1.41b）。用夾具定位生產(chǎn)率高，定位精度較高，廣泛用于成批及大量生產(chǎn)中。1.4.2六點(diǎn)定則工件在未定位前，可以看成是空間直角坐標(biāo)系中的自由物體，它可以沿三個(gè)坐標(biāo)軸的平行方向放在任意位置，即具有沿著三個(gè)坐標(biāo)軸移動的自由度，記為、、（圖1.48）；同樣，工件沿三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)角方向的位置也是可以任意放置的，即具有繞三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動的自由度，記為、、。因此，要使工件在夾具中占有一致的正確位置，就必須對工件的自由度加以限制。1.4.2六點(diǎn)定則圖1.48工件的六個(gè)自由度1·何謂六點(diǎn)定則?工件在未定位前，可以看成是空間直角坐標(biāo)系中的自由物體，它可以沿三個(gè)坐標(biāo)軸的平行方向放在任意位置，即具有沿著三個(gè)坐標(biāo)軸移動的自由度；工件沿三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)角方向的位置也是可以任意放置的，即具有繞三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動的自由度。通常用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件一個(gè)自由度，用空間合理布置的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，使工件的位置完全確定，稱為六點(diǎn)定則。多個(gè)表面定位分析

在多個(gè)表面同時(shí)參與定位的情況下，各定位表面所起的作用有主次之分。通常稱定位點(diǎn)數(shù)最多的表面為主要定位面或支承面（如圖2-24工件底面A），稱定位點(diǎn)數(shù)次多的表面為第二定位基準(zhǔn)面或?qū)蛎妫ㄈ鐖D2-24工件側(cè)面B），稱定位點(diǎn)數(shù)為1的表面為第三定位基準(zhǔn)面或止動面（如圖2-24工件端面C）。

必須注意:6個(gè)支承點(diǎn)的位置必須合理分布，否則不能有效地限制6個(gè)自由度。如上例中，xoy平面的3個(gè)支承點(diǎn)應(yīng)成三角形分布，且三角形面積越大，定位越穩(wěn)定。xoz平面上的兩個(gè)支承點(diǎn)的連線不能與xoy平面垂直，否則不能限制z⌒自由度。例如在圖1.50(a)所示圓環(huán)形工件上鉆孔，要求保證所鉆孔的軸線至左端面A的距離與端面平行，并保證與大孔軸線正交且通過鍵槽的對稱中心?，F(xiàn)用圖1.50(c)所示的定位方案，工件端面A與夾具短圓柱銷B的臺階面接觸，限制y→、x︵、z︵三個(gè)自由度;工件內(nèi)孔與短圓柱銷外圓配合，限制x→、Z→兩個(gè)自由度;嵌入鍵槽的銷c限制y︵自由度。這樣，相當(dāng)于用6個(gè)支承點(diǎn)限制了工件的6個(gè)自由度。2·限制工件自由度與加工要求的關(guān)系工件在空間有6個(gè)自由度，但并不是每次加工都要限制6個(gè)自由度，而是應(yīng)根據(jù)加工要求，限制那些對加工尺寸有影響的自由度，對加工精度無影響的，則可以限制，也可以不限制，視具體情況來確定。對于工件的定位，可能會有兩種誤解:1.工件只要被夾緊，其位置不能移動了，就定位了。（剛性接觸）這里的工件定位，是指一批工件在夾緊前要占有一致的、正確的位置(暫不考慮定位誤差的影響)。而工件在任何位置均可被夾緊，并沒有保證一批工件在夾具中的一致位置。2.工件定位后，仍具有與定位支承相反方向的移動或轉(zhuǎn)動可能。這是沒有注意到定位原理中所稱的限制自由度，必須是工件的定位面與定位支承點(diǎn)保持接觸。如果始終保持接觸，就不會有相反方向的移動或轉(zhuǎn)動可能性了。表A給出一些典型定位元件的定位分析，特別注意其限制的自由度。

完全定位與不完全定位

工件定位時(shí)6個(gè)自由度完全被限制，稱為完全定位。工件定位時(shí)6個(gè)自由度中有1個(gè)或1個(gè)以上自由度未被限制，稱為不完全定位。

圖2-34a所示為銑削長方體工件上平面工序，要求保證Z方向上的高度尺寸及上平面與底面的平行度，只需限制z→、x︵、y︵3個(gè)自由度即可。圖2-34b所示為銑削一個(gè)通槽，需限制除了x→外的其他5個(gè)自由度。圖中c所示在同樣的長方體工件上銑削一個(gè)鍵槽，在三個(gè)坐標(biāo)軸的移動和轉(zhuǎn)動方向上均有尺寸及相互位置的要求，因此，這種情況必須限制全部的6個(gè)自由度，即完全定位。

若將圖2-34中的e與b相比較，圖e為圓柱體的工件，而圖b為長方體工件。雖然，它們均是銑一個(gè)通槽，加工內(nèi)容、要求相同。但是，加工定位時(shí)，圖b的定位基面是一個(gè)底面與一個(gè)側(cè)面，而圖e只能采用外圓柱面作為定位基面。因此，圖e對于x︵的限制就無必要，則限制4個(gè)自由度就可以了。再如圖2-34d所示過球體中心打一通孔，定位基面為球面，則對三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動自由度均無必要限制，所以，限制x→、y→2個(gè)移動就夠了。

若將圖2-34的f與e對照：均是在圓柱體工件上銑通槽，但圖f的加工要求增加了一條，被銑通槽與下端槽需對中。雖然，它們的定位基面仍是外圓面，但圖f需增加對x︵自由度的限制，共需限制5個(gè)自由度才正確。欠定位

工件加工時(shí)必須限制的自由度未被完全限制，稱為欠定位。欠定位不能保證工件的正確安裝位，因而是不允許的。

圖2-35為在銑床上加工長方體零件臺階面的兩種定位方案。為保證尺寸B和H，需限制除以x→外的5個(gè)自由度。若采用圖a的定位方式，只能限制3個(gè)自由度，屬欠定位，無法保證尺寸B。在圖b中，加入一塊支承板后，除x→以外的5個(gè)自由度均被限制，尺寸B和H可以得到保證。過定位

如果工件的某一個(gè)自由度被定位元件重復(fù)限制，稱為過定位。過定位實(shí)例分析之一(畫連桿圖)

圖2-36所示為加工連桿小頭孔工序中以連桿大頭孔和端面定位的兩種情況。圖b中，長圓柱銷限制了x→、y→、x︵、y︵4個(gè)自由度，支承板限制了z→、x︵、y︵3個(gè)自由度。顯然x︵、y︵被2個(gè)定位元件重復(fù)限制，出現(xiàn)了過定位。如果工件孔與端面垂直度保證很好，則此過定位是允許的。但若工件孔與端面垂直度誤差較大，且孔與銷的配合間隙又很小時(shí)，定位后會造成工件歪斜及端面接觸不好的情況，壓緊后就會使工件產(chǎn)生變形或圓柱銷歪斜。結(jié)果將導(dǎo)致加工后的小頭孔與大頭孔的軸線平行度達(dá)不到要求。這種情況下應(yīng)避免過定位的產(chǎn)生。最簡單的解決辦法是將長圓柱定位銷改成短圓柱銷（圖a所示），由于短圓柱銷僅限制x→、y→2個(gè)移動自由度，x︵、y︵的重復(fù)定位被避免了。過定位實(shí)例分析之二

圖2-37所示工件以底平面定位，要求限制3個(gè)自由度Z→、x︵、y︵。圖a采用了4個(gè)支承釘，屬過定位。若工件定位面較粗糙，則該定位面實(shí)際只能與3個(gè)支承釘接觸，造成定位不穩(wěn)定。如施加夾緊力強(qiáng)行使工件定位面與4個(gè)支承釘均接觸，則必然導(dǎo)致工件變形而影響加工精度。

為避免過定位，可將支承釘改為3個(gè)。如果工件的定位面是已加工面，且很規(guī)整，則完全可以采用4個(gè)支承釘，而不會影響定位精度，反而能增強(qiáng)支承剛度，有利于減小工件的受力變形。此時(shí)，還可用支承板代替支承釘（如圖b所示），或用一個(gè)大平面代替支承釘（如平面磨床的磁性工作臺）。

過定位實(shí)例分析之三

圖2-38所示工件以底面及與其垂直的兩圓柱孔為定位基準(zhǔn)。若采用一個(gè)平面和兩個(gè)短圓柱銷定位（如圖a所示），則平面限制3個(gè)自由度Z→、x︵、y︵，短圓柱銷1限制2個(gè)自由度X→、Y→，短圓柱銷2限制2個(gè)自由度Z︵、Y→。其中自由度Y→被重復(fù)限制，屬過定位。此時(shí)，由于工件孔心距的誤差和兩定位銷中心距的誤差，可能導(dǎo)致兩定位銷無法同時(shí)進(jìn)入工件孔內(nèi)。為解決這一過定位問題，可將兩定位銷之一在定位干涉方向（Y向）上削邊，做成菱形銷（圖b），以避免干涉